DE69825267T2 - Mit drucktinte dekoriertes verpackungsmaterial insbesondere für aseptische packungen - Google Patents

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Description

  • TECHNISCHES GEBIET
  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein mit Drucktinte dekoriertes Verpackungsmaterial vom Laminattyp, das eine äußere Beschichtung aus Kunststoff aufweist, die ein Dekor aus wasserhaltiger Drucktinte hat, das auf die Außenseite der Beschichtung aufgebracht ist. Insbesondere betrifft die vorliegende Erfindung ein solches mit Drucktinte dekoriertes Verpackungsmaterial für aseptische Packungen des Typs, das aus einer Bahn aus dem Verpackungsmaterial hergestellt wird, die für Sterilisierungszwecke durch ein Bad aus Wasserstoffperoxid geführt wird, bevor die Bahn zu fertigen aseptischen Packungen umgeformt wird. Außerdem betrifft die vorliegende Erfindung eine aseptische Packung, die aus dem mit Drucktinte dekorierten Verpackungsmaterial nach der Erfindung hergestellt ist.
  • STAND DER TECHNIK
  • Herkömmliche, formstabile Packungen vom Typ Einwegwegwerfverpackung für flüssige Nahrungsmittel werden typischerweise aus einem Verpackungsmaterial vom Laminattyp hergestellt, das eine steife, aber faltbare Kernschicht aus Papier und äußere, flüssigkeitsdichte Beschichtungen aus Kunststoff aufweist. Das Material in den beiden äußeren Kunststoffbeschichtungen besteht normalerweise aus Polyethylen, bevorzugt Polyethylen niedriger Dichte (LDPE), das hervorragende Dichtigkeit gegenüber Flüssigkeiten aufweist und außerdem auch warmsiegelbar ist, wodurch das Verpackungsmaterial leicht in formstabile Einwegwegwerfverpackungen umgeformt wird, wobei einfaches, wirksames Warmsiegeln auf eine an sich bekannte Weise verwendet wird.
  • In bestimmten Fällen, insbesondere wenn das Verpackungsmaterial für aseptische Packungen verwendet werden soll, um flüssige Nahrungsmittel mit längerer Lagerbeständigkeit zu verpacken, ist das Verpackungsmaterial aus dem Stand der Technik mit wenigstens einer zusätzlichen sogenannten Sperrschicht, um den aseptischen Packungen weitere Sperreigenschaften wie Dichtigkeitseigenschaften gegen Sauerstoffgas zu verleihen. Ein Beispiel eines solchen Sperrmaterials, das häufig in Verbindung mit aseptischen Packungen verwendet wird, ist eine dünne Aluminiumfolie (sogenannte Alifoil), die zwischen die Kernschicht und diejenige Kunststoffbeschichtung aufgebracht wird, die so gedreht werden soll, daß sie nach innen gewandt ist, wenn das Verpackungsmaterial zu Packungen umgeformt werden soll.
  • Herkömmlicherweise wird das Verpackungsmaterial durch ein einfaches Extrusionsverfahren hergestellt, das auf dem Konzept basiert, daß eine Bahn aus Papier mit Polyethylen beschichtet wird, das an beiden Seiten der Bahn extrudiert wird, um äußere flüssigkeitsdichte Kunststoffbeschichtungen zu bilden. Die Bahn wird danach durch eine Druckstation geführt, die Druckwalzen umfaßt, mittels derer Drucktinte in jedem beliebigen Muster zur Bildung des gewünschten Dekors aus Drucktinte auf die eine äußere Kunststoffbeschichtung der Bahn aufgebraucht wird.
  • In dem Fall, wo das Verpackungsmaterial für aseptische Packungen verwendet werden soll, wird die mit Kunststoff beschichtete, aber noch unbedruckte Bahn zu einer Laminierungsstation geführt, in welcher eine mit Polyethylen beschichtete Aluminimfolie auf eine Seite der Bahn aufgebracht wird und – unter Verwendung eines geeigneten Bindemittels (Haftmittels) permanent mit einer Seite der Bahn vereinigt wird. Die so mit Alifoil versehene Bahn wird danach mit dem gewünschten Dekor aus wasserhaltiger Drucktinte versehen, die auf die gleiche Weise wie oben beschrieben auf die äußere Kunststoffbeschichtung an der Seite der Bahn aufgebracht wird, die nicht mit Alifoil plattiert ist.
  • Formstabile Packungen vom Typ Einwegwegwerfpackung werden heutzutage häufig unter Verwendung moderner Hochgeschwindigkeitsverpackungs- und Füllmaschinen des Typs hergestellt, die entweder aus einer Bahn oder aus vorgefertigten Bogenrohlingen aus dem mit Drucktinte dekorierten Material, die Packungen formen, füllen und versiegeln. Aus einer Bahn werden die Packungen beispielsweise hergestellt, indem die Bahn zunächst in einen Schlauch umgeformt, indem beide Längskanten der Bahn miteinander in einer Überlappungsverbindungsversiegelung verbunden werden. Der Schlauch wird mit den betreffenden Inhaltsstoffen, beispielsweise einem flüssigen Nahrungsmittel gefüllt und dann durch wiederholte Querwarmversiegelungen, quer zu der Längsachse des Schlauchs in einzelne, gefüllte Packungen zerteilt. Die Packungen werden durch Einschnitte oder Schnitte in den Querversiegelungszonen voneinander getrennt und erhalten dann die gewünschte geometrische, normalerweise quaderförmige Ausgestaltung durch eine zusätzliche Form- und Warmsiegeloperation zur Bildung der fertigen, mit Drucktinte dekorierten Packungen.
  • Aseptische Packungen werden auf die gleiche Weise wie oben hergestellt, aber mit dem einzigen wesentlichen Unterschied, daß sowohl das Verpackungsmaterial und die relevanten Inhaltsstoffe vor dem Füllvorgang sterilisiert werden, und daß der Füllvorgang unter sterilen (aseptischen) Bedingungen abläuft, um eine Reinfizierung zu vermeiden.
  • Die Sterilisierung des Verpackungsmaterials findet normalerweise mit Hilfe eines chemischen Sterilisierungsmittels statt, bevorzugt Wasserstoffperoxid, das wenigstens mit dem Teil des Verpackungsmaterials in Kontakt gebracht wird, der während der Füllphase mit den sterilisierten Inhaltsstoffen in Kontakt gelangt.
  • Allerdings wird in vielen Fällen das gesamte Verpackungsmaterial sterilisiert, was häufig stattfindet, indem die flächige Verpackungsmaterialbahn vor der Füllphase nach unten und durch ein Bad aus wäßrigem Wasserstoffperoxid geführt wird, das über einen bestimmten Zeitraum auf die Bahn einwirken darf, um unerwünschte, insbesondere pathogene Mikroorganismen zu zerstören.
  • Drucktinten für die beschriebene Anwendung in Verbindung mit Verpackungsmaterialien sind heute oft wasserhaltig, was erfordert, daß die zu bedruckende Oberfläche (im vorliegenden Fall eine Oberfläche aus LDPE) entweder selbst hydrophil sein muß oder ansonsten ausreichend hydrophil gemacht werden muß, damit sie die aufgebrachte Drucktinte absorbieren und permanent behalten kann. LDPE ist inhärent wasserabweisend (d. h. hydrophob), aber kann durch eine einfache Oberflächenbehandlung, die seine Polarität ändert, bis zu dem gewünschten Umfang hydrophil gemacht werden, um mit guter Haftung wasserhaltige Druckfarben zu absorbieren und zu behalten. Deshalb wurde das bekannte, oben offenbarte, mit LDPE beschichtete Verpackungsmaterial mittels der Korona-Technik behandelt, um die Haftung zu fördern, wobei diese Technik eine wirksame Methode ist, um die Änderung der Polarität zu realisieren, damit die LDPE-Druckfläche im gewünschten Grad hydrophil gemacht wird.
  • Obwohl es also möglich war, mit Druckfarbe dekorierte Verpackungsmaterialien mit guter Haftung zwischen der aufgebrachten wasserhaltigen Drucktinte und der äußeren Kunststoffbeschichtung des Verpackungsmaterials herzustellen, trotz der Tatsache, daß der Kunststoff an sich hydrophob ist, hat sich nach der vorliegenden Erfindung herausgestellt, daß ein Verpackungsmaterial des bekannten Typs aus dem Stand der Technik mit überraschend einfachen Mitteln verbessert und besonders vorteilhaft für aseptische Packungen gemacht werden, die durch Sterilisierung hergestellt werden, wobei wäßriges Wasserstoffperoxid auf die oben beschriebene Weise verwendet wird.
  • AUFGABE DER ERFINDUNG
  • Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung liegt also darin, ein solches verbessertes Verpackungsmaterial insbesondere für aseptische Packungen zu realisieren.
  • LÖSUNG
  • Diese und weitere Aufgaben und Vorteile werden nach der vorliegenden Erfindung durch das Verpackungsmaterial nach der Definition des unabhängigen Anspruchs 1. Zweckmäßige Ausführungsformen des Verpackungsmaterials nach der vorliegenden Erfindung erhielten ferner die in den beigefügten Unteransprüchen dargelegten kennzeichnenden Merkmale.
  • ABRISS DER ERFINDUNG
  • Das mit Drucktinte dekorierte Verpackungsmaterial nach der Erfindung, das eine äußere Beschichtung aus Polyethylen hoher Dichte (HDPE) als Träger als Dekors aus wasserhaltiger Drucktinte hat, das auf die Außenseite der Beschichtung aufgebracht ist, hat bewiesen, daß es besser der äußeren Einwirkung von Feuchtigkeit als das Verpackungsmaterial aus dem Stand der Technik widersteht, das eine äußere, das Dekor tragende Beschichtung aus Polyethylen niedriger Dichte (LDPE) verwendet. Insbesondere hat sich erwiesen, daß Packungen, die aus dem Verpackungsmaterial nach der Erfindung hergestellt sind, selbst nach einer sehr langen Lagerzeit in einer dunstigen Umgebung ihr äußeres Drucktintendekor praktisch intakt behalten, während ein entsprechendes Drucktintendekor auf Packungen aus dem Stand der Technik dazu neigt, im Lauf der Zeit unter identischen Lagerbedingungen sowohl seine Klarheit als auch seine Frische zu verlieren.
  • Es hat sich auch erwiesen, daß das Drucktintendekor auf einem Verpackungsmaterial nach der vorliegenden Erfindung, das wie bei der Herstellung von aseptischen Packungen wäßrigem Wasserstoffperoxid ausgesetzt ist, nicht nur besser einem Angriff von einem aggressiven Sterilisierungsmittel widersteht als das entsprechende Drucktintendekor auf dem Verpackungsmaterial aus dem Stand der Technik, sondern daß das Verpackungsmaterial nach der vorliegenden Erfindung mit einem deutlich niedrigeren Verbrauch von Wasserstoffperoxid als das Verpackungsmaterial aus dem Stand der Technik sterilisiert werden kann.
  • Die Erklärung für die hervorragenden Ergebnisse, die nach der vorliegenden Erfindung erreicht sind, steht mit der Oberflächenbehandlung (d. h. der Korona-Behandlung) in Zusammenhang, um die Polarität zu ändern, welcher sowohl das Verpackungsmaterial aus dem Stand der Technik als auch das Verpackungsmaterial nach der vorliegenden Erfindung unterzogen werden, um eine gute Haftung zwischen der wasserhaltigen Drucktinte und der jeweiligen hydrophoben Kunststoffbeschichtung zu erreichen.
  • Eine Korona-Behandlung, die an einer LDPE-Beschichtung durchgeführt wird, ist ausreichend mächtig, um die gewünschte Änderung der Polarität zu erreichen, aber auch gleichzeitig so mächtig, daß die LDPE-Beschichtung "aufgebrochen" wird, wenn sie von den Korona-Entladungen getroffen wird. Da solche "aufgebrochenen" Bereiche ganz oder teilweise hydrophiler Sitze ermangeln, wird die wasserhaltige Drucktinte an der LDPE-Beschichtung mit reduzierter Haftung haften, wodurch die Gefahr einer Wechselwirkung zwischen der aufgebrachten Drucktinte und Feuchtigkeit zunimmt, mit welcher das Verpackungsmaterial in Kontakt kommen kann. Abgesehen von der Tatsache, daß die Drucktinte mit dem Wasser in dem Bad in Kontakt gelangt und damit in Wechselwirkung tritt, wird Wasserstoffperoxid auch von hydrophilen Sitzen auf der Polyethylenbeschichtung in aufgebrochenen Bereichen außerhalb des aufgebrachten Drucktintendekors angezogen, mit dem Ergebnis eines übermäßigen Wasserstoffperoxidverbrauchs.
  • Das Problem der Wechselwirkung Drucktinte/Feuchtigkeit und des daraus folgenden Abbaus des Dekors wird natürlich noch verschlimmert, wenn eine Bahn des Verpackungsmaterials durch ein Bad von wäßrigem Wasserstoffperoxid geführt wird, wie bei der Herstellung von aseptischen Packungen, wobei gleichzeitig Bereiche der Bahn, die "aufgebrochen", aber nicht mit Drucktinte beschichtet sind, dazu neigen, aufgrund ihrer hydrphilen Beschaffenheit Wasserstoffperoxid anzuziehen, wodurch also der Verbrauch von Wasserstoffperoxid unnötig erhöht ist.
  • Sicherlich ist auch eine äußere Kunststoffbeschichtung aus HDPE wie bei dem Verpackungsmaterial nach der vorliegenden Erfindung ebenfalls in ihrer Beschaffenheit hydrophob und muß deshalb wie LDPE einer Oberflächenbehandlung unterzogen werden, um die Polarität zu ändern, bevor die wasserhaltige Drucktinte aufgebracht wird, aber anders als LDPE hat sich überraschenderweise erwiesen, daß HDPE einer solchen Oberflächenbehandlung widerstehen kann, ohne "aufgebrochen" zu werden, selbst wenn die Behandlung unter Verwendung von Korona-Entladungen durchgeführt wird. Eine Korona-Behandlung der äußeren HDPE-Beschichtung vor dem Aufbringen von Drucktinte auf die Außenseite der HDPE-Beschichtung ändert also die Polarität (hydrophil) der HDPE-Beschichtung ausreichend, damit die wasserhaltige Drucktinte mit guter Haftung aufgebracht werden kann, wobei gleichzeitig Bereiche der korona-behandelten HDPE-Oberfläche, die nicht mit Drucktinte beschichtet sind, hydrophob und wasserabweisend bleiben. Deshalb hat eine mit Drucktinte dekorierte Bahn des Verpackungsmaterials nach der vorliegenden Erfindung ein besseres Potential, einem Angriff durch Feuchtigkeit vom Typ Wechselwirkung Drucktinte/Feuchtigkeit zu widerstehen, und kann durch ein Bad von Wasserstoffperoxid geführt werden, ohne daß das Wasserstoffperoxid übermäßig angezogen und absorbiert wird.
  • KURZE BESCHREIBUNG DER BEIGEFÜGTEN ZEICHNUNG
  • Die vorliegende Erfindung wird nun im einzelnen unter Bezug auf die beigefügte Zeichnung beschreiben, die schematisch einen Querschnitt durch ein Verpackungsmaterial nach der vorliegenden Erfindung für aseptische Packungen veranschaulicht.
  • BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORM
  • Auf der Zeichnung erhielt das Verpackungsmaterial nach der Erfindung die generische Bezugsziffer 10. Das Verpackungsmaterial 10 hat eine Kernschicht 11 aus steifem, aber faltbarem Papier herkömmlicher Verpackungsqualität und äußere, flüssigkeitsdichte Beschichtungen 12 und 13 an beiden Seiten der Kernschicht 11. Zwischen einer der beiden äußeren Kunststoffbeschichtungen 12 und der Kernschicht 11 ist eine Folie 14 angeordnet, die als Gassperre dient und mittels einer Schicht 15 aus einem Haftmittel mit der Kernschicht 11 verbunden ist. Die von der Kernschicht 11 abgewandte Seite der Alifoil 14 ist also von einer der zwei oben erwähnten Kunststoffbeschichtungen 12 bedeckt.
  • Zur Erhöhung der Haftung zwischen der Alifoil 14 und dieser äußeren Kunststoffbeschichtung kann eine Schicht aus Haftmittel des gleichen Typs wie das Haftmittel in der Schicht 15 zwischen dieser äußeren Kunststoffbeschichtung 12 und der Alifoil 14 vorgesehen sein.
  • Das Material in der äußeren Kunststoffbeschichtung 12 kann jedes beliebige geeignete Material sein. Bevorzugt besteht das Material aus einem Thermoplast, der einerseits dem Verpackungsmaterial Dichtigkeitseigenschaften gegen Flüssigkeiten verleiht, um die innere, gegenüber Feuchtigkeit empfindliche Papierschicht 11 zu schützen, und andererseits die Packungsherstellung durch Warmsiegeln ermöglicht. Beispiele solcher Thermoplaste, die oft bei Verpackungsmaterialien des hier betrachteten Typs verwendet werden, sind Polyolefine wie Polyethylen oder Polypropylen. Ein besonders bevorzugtes Material ist allerdings Polyethylen niedriger Dichte (LDPE), das beide gewünschten Eigenschaften bezüglich der Flüssigkeitsdichtigkeit und des Warmsiegelns hat, aber darüber hinaus ökonomisch, leicht verfügbar ist und hervorragende Verarbeitungseigenschaften aufweist. Andere Materialien, die nach der Erfindung verwendet werden können, sind Sperrpolymere wie Polyester, Polyamid und Ethylvinylalkoholcopolymere (EVOH). Die Materialwahl in der äußeren Kunststoffbeschichtung 12 ist allerdings nicht für die vorliegende Erfindung kritisch, noch ist sie für die Erfindung als solche von Belang.
  • Andererseits sollte das Material in der anderen der beiden äußeren Kunststoffbeschichtungen des Verpackungsmaterials 10, d. h. die äußere Beschichtung 13 an der anderen Seite der Kernschicht 11 nach der Erfindung ein Polyethylen hoher Dichte (HDPE) sein. Eine HDPE-Beschichtung ist nicht nur flüssigkeitsdicht, so daß die innere Kernpapierschicht 11 geschützt wird, sondern kann auch, wie oben beschrieben, zur Änderung der Polarität durch eine Korona-Behandlung behandelt werden, ohne aufgrund von Korona-Entladungen zerstört oder "aufgebrochen" zu werden, wie dies bei einer LDPE-Beschichtung der Fall ist. Darüber hinaus ist eine HDPE-Beschichtung warmsiegelbar, mit einer äußeren Kunststoffbeschichtung 12 aus LDPE an der anderen Seite der Kernschicht 11.
  • Aus der Zeichnung wird deutlich, daß das Verpackungsmaterial 10 ferner an der Außenseite der HDPE-Beschichtung 13 ein Dekor 17 aus wasserhaltiger Drucktinte hat, wie dies vorher beschrieben wurde.
  • Das Verpackungsmaterial 10 kann auf eine herkömmliche Weise hergestellt werden, indem eine Bahn aus steifem, aber faltbarem Papier an beiden Seiten mit Kunststoff, bevorzugt LDPE beschichtet wird, woraufhin die eine Seite der kunststoffbeschichteten Bahn durch eine herkömmliche Laminierungsoperation permanent mit einer Alifoil 14 vereinigt wird. Danach wird die Bahn mit einer äußeren Beschichtung 12 aus Thermoplast, bevorzugt LDPE beschichtet, das an einer Seite der Bahn extrudiert wird, wobei gleichzeitig die andere Seite der Bahn mit einer äußeren Beschichtung 13 aus HDPE beschichtet wird. Die beiden äußeren Beschichtungen 12 und 13 können getrennt extrudiert werden, aber werden bevorzugt gleichzeitig durch ein Koextrusionsverfahren extrudiert. Danach wird die Bahn durch eine Druckstation geführt, in welcher die Bahn mit einem graphischen Dekor 17 aus wasserhaltiger Drucktinte versehen wird, die in dem gewünschten Muster mittels herkömmlicher Drucktechnik aufgebracht wird.
  • Damit eine gute Haftung zwischen der äußeren HDPE-Beschichtung 13 der Bahn und der wasserhaltigen Drucktinte möglich wird, muß die äußere HDPE-Beschichtung einer Oberflächenbehandlung zum Ändern der Polarität unterworfen werden, bevorzugt einer Korona-Behandlung, ehe die wasserhaltige Drucktinte aufgebracht wird.
  • Bei einem praktischen Vergleichsexperiment hat sich herausgestellt, daß ein Verpackungsmaterial für aseptische Packungen nach der Erfindung bis zu 70 Prozent weniger Wasserstoffperoxid verbraucht als ein bekanntes Verpackungsmaterial der gleichen strukturellen Aufmachung, aber mit einer äußeren, Dekor tragenden Beschichtung aus korona-behandeltem LDPE anstelle von HDPE, wenn das Verpackungsmaterial zu Sterilisierungszwecken durch ein Bad aus Wasserstoffperoxid geführt wird.
  • Aus der vorhergehenden Beschreibung wird also deutlich, daß ein Verpackungsmaterial nach der Erfindung trotz eines an sich simplen Materialaustausches überraschend gute Vorteile gegenüber ähnlichen Verpackungsmaterialien aus dem Stand der Technik hat, insbesondere wenn das Verpackungsmaterial für die Herstellung von aseptischen Packungen durch Wasserstoffperoxid-Sterilisierung zusammengesetzt und verwendet wird.

Claims (3)

  1. Verpackungsmaterial vom Typ Laminat für aseptische Packungen, die aus einer Bahn aus dem Verpackungslaminat hergestellt werden, die für Sterilisierungszwecke vor dem Umformen der Bahn zu fertigen aseptischen Packungen durch ein Bad aus Wasserstoffperoxid geführt wird, wobei das Verpackungsmaterial (10) eine Kernschicht (11) aus steifem, aber faltbarem Papier und äußere, flüssigkeitsdichte Beschichtungen (12, 13) aus Kunststoff aufweist, wobei auf die Außenseite von wenigstens einer (13) ein Dekor (17) aus wasserhaltiger Drucktinte aufgebracht ist und eine Gassperrschicht (14) zwischen die Kernschicht (11) und die andere der beiden äußeren Kunststoffbeschichtungen (12) aufgebracht ist, dadurch gekennzeichnet, daß die eine äußere, Dekor tragende Kunststoffbeschichtung (13) aus Polyethylen hoher Dichte (HDPE) besteht.
  2. Verpackungsmaterial nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Gassperrschicht (14) eine Aluminiumfolie ist.
  3. Aseptischer Verpackungsbehälter, dadurch gekennzeichnet, daß er aus einem Verpackungsmaterial (10) nach Anspruch 1 oder 2 hergestellt ist.
DE69825267T 1997-05-14 1998-05-12 Mit drucktinte dekoriertes verpackungsmaterial insbesondere für aseptische packungen Expired - Fee Related DE69825267T2 (de)

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